(57)【要約】  表示素子（１）の非観察側の基板（２０）は、電源バス（ＶＤＤ）からの電流を薄膜トランジスタ（Ｑ２）を介して画素電極（２５）に供給するための金属配線（２３）と、薄膜トランジスタ（Ｑ２）および金属配線（２３）を覆うように形成される層間絶縁膜（２４）とを有している。画素電極（２５）は、電解液（３０）中のデポジション材料とイオン化傾向が同等か、イオン化傾向の大きい材料で構成され、層間絶縁膜（２４）上に形成される。また、画素電極（２５）は、コンタクトホール（２４ａ）を介して金属配線（２３）と接続される。基板（２０）は、さらに、コンタクトホール（２４ａ）を覆うように画素電極（２５）上に形成される絶縁膜（２６）を有している。
2011118373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通電極を有する観察側の基板と、画素電極を有する非観察側の基板との間に電解液を封入し、前記各電極間の電位に応じて前記電解液中のデポジション材料を酸化還元反応させることにより、表示を行う電気化学表示素子であって、
前記非観察側の基板は、
電源バスからの電流を駆動トランジスタを介して前記画素電極に供給するための金属配線と、
前記駆動トランジスタおよび前記金属配線を覆うように形成される第１の絶縁膜とを有しており、
前記画素電極は、前記デポジション材料とイオン化傾向が同等または前記デポジション材料よりもイオン化傾向の大きい材料で構成され、前記第１の絶縁膜上に形成されているとともに、前記第１の絶縁膜に設けられるコンタクトホールを介して前記金属配線と接続されており、
前記非観察側の基板は、さらに、
前記コンタクトホールを覆うように前記画素電極上に形成される第２の絶縁膜を有していることを特徴とする電気化学表示素子。
【請求項２】
前記画素電極を第１の画素電極とすると、
前記第２の絶縁膜の非形成領域で前記第１の画素電極と導通し、かつ前記第２の絶縁膜の少なくとも一部を覆うように形成される第２の画素電極をさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の電気化学表示素子。
【請求項３】
前記第２の画素電極は、前記第１の画素電極の、前記第２の絶縁膜の非形成領域よりも面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電気化学表示素子。
【請求項４】
前記第２の画素電極は、前記第１の画素電極の、前記第２の絶縁膜の非形成領域を全て覆うように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電気化学表示素子。
【請求項５】
前記第２の画素電極は、前記第１の絶縁膜上の前記第１の画素電極の非形成領域まで延びるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電気化学表示素子。
【請求項６】
前記第２の画素電極は、前記第１の絶縁膜上の前記第１の画素電極の非形成領域を覆うように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電気化学表示素子。
【請求項７】
前記第２の画素電極は、前記第１の画素電極よりも面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電気化学表示素子。
【請求項８】
該電気化学表示素子は、複数の画素を有するとともに、前記複数の画素に対応して前記画素電極を第１の画素電極として複数有しており、
前記第２の絶縁膜は、各第１の画素電極に対応する各画素を囲むように設けられており、
該電気化学表示素子は、前記第２の絶縁膜で区切られた領域に、前記第２の絶縁膜の非形成領域で前記第１の画素電極と導通するように形成される第２の画素電極をさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の電気化学表示素子。
【請求項９】
前記第２の絶縁膜は、前記電解液中のイオンの隣接画素への移動を抑制する隔壁部を兼ねていることを特徴とする請求項８に記載の電気化学表示素子。
【請求項１０】
前記第２の画素電極は、液体材料を塗布して乾燥させることによって形成されており、
前記第２の絶縁膜の表面に対する前記液体材料の非親和性が、前記非観察側の基板上における前記第２の絶縁膜の非形成領域に比べて高くなるように、前記第２の絶縁膜の表面および前記非形成領域の少なくとも一方に表面処理がされていることを特徴とする請求項８に記載の電気化学表示素子。
【請求項１１】
前記液体材料の前記第２の絶縁膜の表面に対する接触角が５０°以上であり、
前記液体材料の前記非形成領域に対する接触角が２０°以下であることを特徴とする請求項１０に記載の電気化学表示素子。
【請求項１２】
各画素において、前記第２の画素電極は、前記第１の画素電極よりも面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項８に記載の電気化学表示素子。
【請求項１３】
前記第２の画素電極は、多孔質金属酸化物で構成されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の電気化学表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の基板間に電解液を封入し、電解液中のデポジション材料を酸化還元反応させることにより、表示を行う電気化学表示素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、視認性に優れ、低消費電力な表示素子が求められている。現在、ＣＲＴやＰＤＰに代表される自発光型の表示素子や、ＬＣＤのように発光体（バックライト）からの光を変調する表示素子が一般に用いられているが、これらの表示素子では、表示画像は明るくて見やすいが、その分、消費電力が大きい。【０００３】
低消費電力という観点からは、表示素子は、一旦表示した画像を無電力状態でも保持し続けるメモリー特性を有することが望ましく、さらには駆動電圧が低いことが望まれる。このような特性を備える表示素子として、近年、エレクトロクロミック表示素子（以下、ＥＣＤとも称する）やエレクトロデポジション表示素子（以下、ＥＤとも称する）といった電気化学表示素子の開発が盛んに行われている。ＥＣＤおよびＥＤは、ともに、電極上での酸化還元反応による反応物質単独での光吸収状態の変化により表示を行うものである。つまり、ＥＣＤでは、酸化還元反応によるエレクトロクロミック材料の光吸収状態の可逆変化（色の変化）により表示を行っている。一方、ＥＤでは、例えば、銀または銀を化学構造中に有する化合物を含む電解質から電極上への銀の析出と、電解質への銀の溶解とを利用して表示を行っている。これらの電気化学表示素子は、ＬＣＤに比べて、偏光板やバックライトなどの追加部材が不要であり、低コスト化、省プロセス化（製造のしやすさ）の点で非常に有利なものとなっている。【０００４】
ところで、ＥＤにおいて、各画素をマトリクス状に配置して表示を行う構成では、電解質（電解液）を挟持する一対の基板のうち、非観察側に配置される基板の各画素に対応して設けられる画素電極に、電源バスからの電流が駆動トランジスタ（例えばＴＦＴ）を介して供給される。この構成において、高開口率を実現するためには、画素電極と駆動トランジスタとを別レイヤーとすることが必要である。例えば、駆動トランジスタおよびこの駆動トランジスタと接続される金属配線を絶縁膜で覆うとともに、その絶縁膜上に画素電極を設け、絶縁膜に設けられるコンタクトホールを介して画素電極と金属配線とを接続することにより、画素電極を大きく形成して高開口率を実現することができる。このように、画素電極とその下層の金属配線とをコンタクトホールを介して接続する例としては、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１１２２５号公報（段落〔００２２〕、図５参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＥＤにおいては、電解液中のデポジション材料として例えば銀を用いた場合、画素電極の構成材料としては、一般に、銀よりもイオン化傾向が大きい金属材料（例えばＩＴＯ）または同じ銀が用いられる。これは、銀よりもイオン化傾向の小さい金属材料は、白金と金しかなく、非常に高価で使用し難いためである。【０００７】
ところが、デポジション材料よりもイオン化傾向が大きいまたは同等の金属材料で画素電極を構成した場合、ＥＤの駆動時に電解液によって画素電極がエッチングされる（溶解する）。特に、コンタクトホールに位置する画素電極がエッチングされると、その画素の駆動が不可能になり、点欠陥となって表示不良が生じる。画素電極の材料としては、アモルファスＩＴＯを用いるのが、成膜プロセスの観点から有利であり、汎用装置で容易に作製することができるが、このような画素電極のエッチングは、アモルファスＩＴＯを用いたときに特に生じやすくなる。【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、画素電極と下層の金属配線および駆動トランジスタとを絶縁膜を介して別レイヤーとし、電解液中のデポジション材料よりもイオン化傾向の大きいまたは同等の材料で画素電極を構成した場合でも、上記絶縁膜のコンタクトホール部分の画素電極の溶解を抑えて、表示不良が生じるのを低減できる電気化学表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電気化学表示素子は、共通電極を有する観察側の基板と、画素電極を有する非観察側の基板との間に電解液を封入し、前記各電極間の電位に応じて前記電解液中のデポジション材料を酸化還元反応させることにより、表示を行う電気化学表示素子であって、前記非観察側の基板は、電源バスからの電流を駆動トランジスタを介して前記画素電極に供給するための金属配線と、前記駆動トランジスタおよび前記金属配線を覆うように形成される第１の絶縁膜とを有しており、前記画素電極は、前記デポジション材料とイオン化傾向が同等または前記デポジション材料よりもイオン化傾向の大きい材料で構成され、前記第１の絶縁膜上に形成されているとともに、前記第１の絶縁膜に設けられるコンタクトホールを介して前記金属配線と接続されており、前記非観察側の基板は、さらに、前記コンタクトホールを覆うように前記画素電極上に形成される第２の絶縁膜を有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画素電極上には、コンタクトホールを覆うように第２の絶縁膜が形成されているので、電解液中のデポジション材料よりもイオン化傾向が大きいまたは同等の材料で画素電極が構成されている場合でも、コンタクトホール内およびコンタクトホール上に位置する画素電極が電解液によって溶解するのを抑えることができ、画素電極の溶解による表示不良の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の一形態の表示素子の１画素の概略の構成を模式的に示すとともに、黒表示状態での画素を示す説明図であり、（ｂ）は白表示状態での画素を示す説明図である。
【図２】上記表示素子の画素の等価回路を示す説明図である。
【図３】上記画素の詳細な構成を示す断面図である。
【図４】上記画素の他の構成を示す断面図である。
【図５】上記画素のさらに他の構成を示す断面図である。
【図６】（ａ）は、各画素の周囲に隔壁部が存在しない場合の銀の析出領域を示す断面図であり、（ｂ）は、各画素の周囲に形成される絶縁膜が隔壁部として機能する場合の銀の析出領域を示す断面図である。
【図７】２つの表面の接触角を示す説明図である。
【図８】各実施例および比較例の表示素子の有効画素エリアを示す説明図である。
【図９】各実施例および比較例の表示素子の駆動回数ごとの画素欠陥発生率を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００１３】
〔表示素子の基本構成〕
図１（ａ）（ｂ）は、本実施形態の表示素子１の１画素の概略の構成を模式的に示す説明図である。ただし、図１（ａ）は黒表示状態での画素を示し、図１（ｂ）は白表示状態での画素を示している。表示素子１は、ＥＤと呼ばれる電気化学表示素子で構成されており、観察側の基板１０と非観察側の基板２０との間に電解液３０を封入して構成されている。電解液３０には、デポジション材料としての銀が溶解しており、銀イオン３１が存在している。なお、電解液３０の詳細については後述する。
【００１４】
観察側の基板１０は、例えば透明なガラス基板で構成されるコモン基板１１を有している。そして、コモン基板１１上には、各画素１ａに共通のコモン電極１２（共通電極）が形成されている。一方、非観察側の基板２０は、例えば透明なガラス基板で構成される駆動基板２１を有している。なお、駆動基板２１は非観察側に配置されるため、透明でなくてもよい。この駆動基板２１上には、各画素１ａに対応する画素電極２５が形成されている。各基板１０・２０は、コモン電極１２および画素電極２５が内側となるように（電解液３０を介して対向するように）貼り合わされている。
【００１５】
コモン電極１２は、観察側の電極であるため、透明であることが必要である。このため、コモン電極１２としては、通常、酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＯと言う）などの透明電極が用いられる。ここで、ＩＴＯは、電解液３０によるエッチング耐性を高めるため、結晶性のものが望ましい。アモルファスのＩＴＯを用いる場合は、３００℃以上の温度でアニールして結晶化させる必要があるが、観察側の基板１０側には、熱によるダメージを受ける材料が形成されていないので、アモルファスＩＴＯを用いてコモン電極１２を形成することが可能である。
【００１６】
一方、画素電極２５は、電解液３０中のデポジション材料よりもイオン化傾向が大きい材料で構成されている。例えば、デポジション材料として銀を用いた場合、画素電極２５としては、金属酸化物であるアモルファス状のＩＴＯを用いる場合が多い。なぜなら、アモルファスＩＴＯの場合は、約２００℃程度で低温成膜（通常はスパッタ）することができるので、非観察側の駆動基板２１上に形成されるトランジスタ（例えばＴＦＴ）やそれを覆う絶縁膜にダメージを与えることがないからである。また、フォトリソグラフィ技術によるパターニングが可能であるため、同様に、上記トランジスタ等にダメージを与えることがない。このように、アモルファスＩＴＯは、画素電極２５の成膜プロセスの観点から有利であり、汎用装置で画素電極２５を容易に形成することができる。なお、画素電極２５は、電解液３０中のデポジション材料とイオン化傾向が同等の材料（例えば銀）で構成されていてもよい。
【００１７】
次に、表示素子１の表示原理について説明する。
図１（ａ）において、スイッチＳＷ１が閉じられると、コモン電極１２のコモン電圧Ｖｃｏｍとして、画素電極２５に対して閾値以上の負の電圧Ｖｂが印加され、コモン電極１２から電解液３０に電子が注入されてコモン電流Ｉｃｏｍが流れ、コモン電極１２の画素電極２５に対向する位置に、銀イオン３１が還元されて銀の層３２が析出する。これをコモン電極１２側から見ると、黒く見える。
【００１８】
一方、図１（ｂ）において、同様にスイッチＳＷ１が閉じられ、コモン電極１２のコモン電圧Ｖｃｏｍとして、画素電極２５に対して閾値以上の正の電圧Ｖｗが印加されると、図１（ａ）で析出した銀の層３２が酸化されて銀イオン３１となり、電解液３０の内部に分散される。銀の層３２が銀イオン３１に変化した状態は、コモン電極１２側から見ると透明であるため、電解液３０を白く着色しておく、あるいは画素電極２５の上に拡散層を設ける等により、白く見える。このようにして白と黒の表示を切り替えることができる。
【００１９】
図１（ａ）（ｂ）では、スイッチＳＷ１を用いて表示素子１の画素１ａに電圧を印加しているが、スイッチＳＷ１として１画素当たり２個の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いれば、各画素１ａをマトリクス状に配置して、各画素１ａごとに電圧を印加して表示を行う、いわゆるアクティブマトリクス方式の表示素子１を構成することができる。
【００２０】
〔画素の詳細な構成〕
次に、表示素子１の１画素の詳細な構成について説明する。
図２は、表示素子１の画素１ａの等価回路を示す説明図である。画素１ａには、２個の薄膜トランジスタＱ１・Ｑ２が形成されている。薄膜トランジスタＱ１は、駆動する画素１ａを選択するための選択トランジスタ（スイッチングトランジスタ）であり、薄膜トランジスタＱ２は、画素１ａを駆動する駆動トランジスタである。
【００２１】
薄膜トランジスタＱ１は、ゲートバスＧｍの信号により駆動され、オンされたときのソースバスＳｎの信号を薄膜トランジスタＱ２のゲート電極に印加する。薄膜トランジスタＱ２は、薄膜トランジスタＱ１によってゲート電位が高電位にされたときに、コモン電位Ｖｃｏｍと電源バスＶＤＤによる駆動電位Ｖｄｄとの差の電位、すなわち図１（ａ）（ｂ）で説明した電圧ＶｂまたはＶｗを、コモン電極１２と画素電極２５との間に印加して、電解液３０に電流を流す。コモン電極１２と画素電極２５との間の電位に応じて、電解液３０中のデポジション材料である銀が酸化還元反応を起こし、これによって、画素１ａを黒化させたり白化させたりすることができる。
【００２２】
このように、ＥＤとしての表示素子１は、電流駆動型の表示素子であるので、各画素１ａには駆動時に瞬間的に比較的大きな電流が流れる。この際の電圧降下を防止するために、電源バスＶＤＤは太くする必要がある。ただ、画素サイズとの兼ね合いから、電源バスＶＤＤはむやみに幅方向に太くすることはできないので、電源バスＶＤＤを厚く形成することで対応するのが一般的である。
【００２３】
次に、画素１ａにおける非観察側の基板２０の構成について、さらに詳しく説明する。図３は、画素１ａの詳細な構成を示す断面図である。駆動基板２１上には、走査バスＧｍと、薄膜トランジスタＱ１・Ｑ２のゲート電極とが形成されている。薄膜トランジスタＱ１のゲート電極は、走査バスＧｍと接続されている。そして、走査バスＧｍおよび各ゲート電極を覆うように、ゲート絶縁膜２２が駆動基板２１上に形成されている。
【００２４】
ゲート絶縁膜２２上には、薄膜トランジスタＱ１・Ｑ２の半導体がパターニング形成されているとともに、ソースバスＳｎ、電源バスＶＤＤ、薄膜トランジスタＱ１・Ｑ２のソース／ドレイン電極および金属配線２３が形成されている。薄膜トランジスタＱ１のソース／ドレイン電極の一方の電極は、ソースバスＳｎと接続されており、他方の電極は、ゲート絶縁膜２２に設けられるコンタクトホール２２ａを介して、薄膜トランジスタＱ２のゲート電極と接続されている。また、薄膜トランジスタＱ２のソース／ドレイン電極の一方の電極は、電源バスＶＤＤと接続されており、他方の電極は、金属配線２３と接続されている。なお、上記他方の電極は、金属配線２３と一体形成されていてもよい。
【００２５】
そして、薄膜トランジスタＱ１・Ｑ２の半導体、ソースバスＳｎ、電源バスＶＤＤ、薄膜トランジスタＱ１・Ｑ２のソース／ドレイン電極および金属配線２３を覆うように、層間絶縁膜２４（第１の絶縁膜）が形成されており、この層間絶縁膜２４上に画素電極２５（第１の画素電極）が形成されている。画素電極２５は、層間絶縁膜２４に設けられるコンタクトホール２４ａを介して、金属配線２３と接続されている。したがって、薄膜トランジスタＱ２がオンされたときには、電源バスＶＤＤからの電流が薄膜トランジスタＱ２および金属配線２３を介して画素電極２５に供給されることになる。
【００２６】
画素電極２５上には、コンタクトホール２４ａを覆うように（コンタクトホール２４ａよりも大きいサイズで）、絶縁膜２６（第２の絶縁膜）が形成されている。そして、これらの画素電極２５および絶縁膜２６を覆うように、多孔質金属酸化物電極２７（第２の画素電極）が画素１ａごとに層間絶縁膜２４上にパターニング形成されている。多孔質金属酸化物電極２７は、画素電極２５と絶縁膜２６の非形成領域２５ａで導通している。なお、絶縁膜２６および多孔質金属酸化物電極２７の詳細（材料、形成方法）については後述する。
【００２７】
上記のように、コンタクトホール２４ａを覆うように絶縁膜２６が形成されているので、画素電極２５が銀よりもイオン化傾向の小さいアモルファスＩＴＯで構成されている場合でも、コンタクトホール２４ａ内およびコンタクトホール２４ａ上に位置する画素電極２５が電解液３０によって溶解するのを抑えることができる。したがって、コンタクトホール２４ａの画素電極２５の溶解により、電源バスＶＤＤからの電流が画素１ａに供給されなくなって欠陥画素となり、表示不良が生じるのを低減することができる。
【００２８】
さらに、画素電極２５と非形成領域２５ａで導通する多孔質金属酸化物電極２７が、第２の画素電極として、画素電極２５および絶縁膜２６を覆うように設けられているので、画素電極２５上に絶縁膜２６が設けられることによって表示に寄与しなくなる領域を、多孔質金属酸化物電極２７で覆うことによって表示に寄与させることができる。このことにより、画素電極２５と薄膜トランジスタＱ１・Ｑ２および金属配線２３とを層間絶縁膜２４を介して別レイヤーとして、高開口率の実現を図っているにもかかわらず、画素電極２５上に絶縁膜２６を設けることによって開口率が低下するのを回避することができる。
【００２９】
また、図３のように、多孔質金属酸化物電極２７を、絶縁膜２４上の画素電極２５の非形成領域にも形成すれば、画素１ａの開口率をさらに広げることができる。なお、図３では、多孔質金属酸化物電極２７が絶縁膜２６全体を覆うように設けられているが、多孔質金属酸化物電極２７は必ずしも絶縁膜２６全体を覆う必要はなく、絶縁膜２６の一部のみを覆っていてもよい。要は、多孔質金属酸化物電極２７は、どこかで画素電極２５と導通していればよい。このように多孔質酸化物電極２７が絶縁膜２６の一部を覆う構成であっても、多孔質金属酸化物電極２７を、絶縁膜２４上の画素電極２５の非形成領域まで延びるように形成したり（上記非形成領域の一部を覆うように形成したり）、上記非形成領域を全て覆うように形成することで、開口率の低下をより軽減し、あるいは防止することができる。また、多孔質金属酸化物電極２７を、画素電極２５の非形成領域２５ａよりも大きく形成したり、該非形成領域２５ａを全て覆うように形成してもよい。
【００３０】
また、開口率を維持または拡大するためには、多孔質金属酸化物電極２７が、絶縁膜２６を設けたことによる開口率の低下を補うだけの面積を有していればよく、この面積は、画素電極２５が形成されていない領域で確保されてもよい。つまり、多孔質金属酸化物電極２７は、層間絶縁膜２４上の画素電極２５の非形成領域を覆うように形成されていてもよい。
【００３１】
以上のように、画素電極２５（第１の画素電極）上に多孔質金属酸化物電極２７（第２の画素電極）を設けることにより、開口率が維持、拡大される以外にも、電極全体の厚みが増大することによって電気の抵抗値が下がり、電気が流れやすくなるという利点も生まれる。
【００３２】
なお、第２の画素電極として、多孔質金属酸化物からなる電極を設けることの利点については後述するが、多孔質金属酸化物電極２７の代わりに、画素電極２５と同じ金属材料（アモルファスＩＴＯ）からなる電極を第２の画素電極として形成することも可能である。後者の場合でも、絶縁膜２６による開口率の低下を回避する、または開口率を広げることができるという効果に変わりはない。
【００３３】
〔画素の他の構成〕
図４は、画素１ａの他の構成を示す断面図である。同図に示すように、上記した絶縁膜２６は、各画素電極２５に対応する各画素１ａを囲むように、各画素１ａの周縁部に設けられていてもよい。つまり、絶縁膜２６は、隣接する画素１ａ・１ａを区切るように設けられるバンクであってもよい。そして、各画素１ａの多孔質金属酸化物電極２７は、絶縁膜２６で囲まれる領域全体に形成され、絶縁膜２６で区切られていてもよい。この構成では、各画素１ａにおいて、多孔質金属酸化物電極２７は、絶縁膜２６の一部を覆わないが、画素電極２５よりも面積が大きくなることによって、開口率が向上する。
【００３４】
また、図３の構成とは異なり、多孔質金属酸化物電極２７の形成後、多孔質金属酸化物電極２７を各画素１ａごとにパターニングする必要がないので、製造工程を簡素化できる。また、図３のように多孔質金属酸化物電極２７を画素１ａごとにパターニング形成する場合には、エッジ（角部）などの先鋭部２７ａが多孔質金属酸化物電極２７に現れるが、図４の構成では、多孔質金属酸化物電極２７の端部は絶縁膜２６と接触するので、多孔質金属酸化物電極２７に上記の先鋭部が現れず、その先鋭部が電解液３０で劣化するという事態を回避して耐久性を向上させることができる。
【００３５】
また、図５は、画素１ａのさらに他の構成を示す断面図である。同図に示すように、上記した絶縁膜２６は、基板１０・２０間のギャップとほぼ同じ高さに形成されて、電解液３０中の銀イオンの隣接画素への移動を抑制する隔壁部２６ａを兼ねていてもよい。
【００３６】
図６（ａ）に示すように、各画素１ａの周囲に隔壁部が存在しない場合、黒表示を行う画素１ａ1がその隣接画素１ａ2の電位状態に影響され、画素１ａ1の銀イオンが本来移動すべきでない隣接画素１ａ2の方向に移動して黒表示となる。つまり、黒表示を行う画素１ａ1に形成されるべき銀の層３２が隣接画素１ａ2にも広がって形成されて黒表示となる。この現象は、滲みとも呼ばれ、表示画像の精細度を落とす原因となるものである。
【００３７】
これに対して、図６（ｂ）に示すように、絶縁膜２６が隔壁部２６ａとして機能する場合、電解液３０に溶解している銀イオンが、黒表示を行う画素１ａ1から隣接画素１ａ2に移動するのを絶縁膜２６（隔壁部２６ａ）で抑えることができる。これにより、画素１ａ1に形成されるべき銀の層３２が隣接画素１ａ2に広がるのを回避することができ、滲みによる表示品位の低下を回避することができる。また、絶縁膜２６が隔壁部２６ａを兼ねるので、上記滲みを抑えるための隔壁部を別途形成する必要がなく、表示素子１の構成を簡素化することができる。
【００３８】
なお、絶縁膜２６は、基板１０・２０間のギャップを完全に埋めるように形成されてもよい。この場合は、各画素１ａの電極間距離を一定に保つことができるので、全ての画素１ａを含む表示エリア全体での表示ムラを無くすことができる。
【００３９】
〔電解液〕
次に、上述した電解液３０の詳細について説明する。
電解液３０は、銀または銀を化学構造中に含む化合物を含んでおり、電解液３０に銀イオンが存在している。ここで、銀または銀を化学構造中に含む化合物とは、例えば、酸化銀、硫化銀、金属銀、銀コロイド粒子、ハロゲン化銀、銀錯体化合物、銀イオン等の化合物の総称である。このとき、固体状態や液体への可溶化状態や気体状態等の相の状態種、中性、アニオン性、カチオン性等の荷電状態種は、特に問わない。
【００４０】
電解液３０に含まれる銀イオン濃度は、０．２モル／ｋｇ≦［Ａｇ］≦２．０モル／ｋｇが好ましい。銀イオン濃度が０．２モル／ｋｇよりも少ないと、希薄な銀溶液となって駆動速度が遅延し、逆に、２モル／ｋｇよりも大きいと、溶解性が劣化し、低温保存時に析出が起きやすくなる傾向にあり、不利である。
【００４１】
また、電解液３０は、２５℃における粘度が、０．１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ未満であることが好ましく、溶媒に対する高分子バインダーの量が、重量比で１０％未満であることが好ましい。さらに、電解液３０は、有機溶媒、イオン性液体、酸化還元活性物質、支持電解質、錯化剤、白色散乱物、高分子バインダー等を必要に応じて選択して構成されてもよい。
【００４２】
〔第２の絶縁膜〕
次に、第２の絶縁膜としての絶縁膜２６の詳細について説明する。
絶縁膜２６の材料としては、良好な絶縁性を有し、成膜時に、スイッチング素子（薄膜トランジスタＱ１・Ｑ２）の半導体材料を劣化させないものが適用可能である。例えば、絶縁膜２６として、酸化ケイ素等の無機酸化物や、窒化ケイ素等の無機窒化物、あるいは、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、アクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、シアノエチルプルラン、パリレン等の有機化合物が適用可能である。さらには、有機材料と無機材料の複数層の重ね合わせで絶縁膜２６を構成してもよい。
【００４３】
絶縁膜２６の形成方法としては、例えば、全面塗布後、所定形状にパターニングする方法と、ダイレクトに所定形状でパターニング形成する方法とがある。前者の方法の場合、上記光硬化性樹脂を用いてスピンコート成膜し、パターン露光、現像の各工程を経て、コンタクトホール２４ａの形状よりも少し大きめにパターンを残すのが望ましい。なお、絶縁膜２６の形成パターンが大きすぎると、多孔質金属酸化物電極２７と画素電極２５との接触面積が小さくなって導通時の抵抗が大きくなり、逆に小さすぎると、コンタクトホール２４ａの保護機能が失われる。なお、成膜材料の塗布方法は、上記のスピンコートに限定されるわけではなく、スプレーコート、スリットコート、ディッピングコート等でもよい。一方、後者の方法の場合、インクジェット法、ディスペンサ法、スクリーン印刷、などの塗布方法を適用することが可能である。
【００４４】
〔多孔質金属酸化物電極〕
次に、多孔質金属酸化物電極２７の詳細について説明する。
一般に、多孔質構造の電極を構成する微粒子の主成分としては、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｄ等の金属や、ＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＺｎＯ等の金属酸化物、カーボンナノチューブ、グラッシーカーボン、ダイヤモンドライクカーボン、窒素含有カーボン等の炭素電極等があげられるが、画素電極２５の耐久性の面から、多孔質金属酸化物電極２７としては、特に、ＩＴＯ、ＳｎＯ2およびＺｎＯ等の金属酸化物から選択されることが好ましい。
【００４５】
ここで、「多孔質構造」とは、電極中にナノメートルサイズの孔が無数に存在する、いわゆるナノ多孔質構造の内部を、電解液中に含まれるイオン種が移動可能な構造を有することを言う。そのため、多孔質金属酸化物電極２７を構成する微粒子の平均粒子径は、５ｎｍから３０ｎｍ程度が好ましい。上記微粒子としては、不定形、針状、球形等、任意の形状のものを用いることができる。
【００４６】
このような多孔質構造を有する多孔質金属酸化物電極２７を設けることにより、多孔質金属酸化物電極２７中にデポジション材料である銀が担持され、この部分に電源バスＶＤＤからの電流が画素電極２５を介して供給されるので、電流供給時の酸化還元反応速度（駆動速度）を速めることができる。
【００４７】
多孔質金属酸化物電極２７の形成方法としては、絶縁膜２６の場合と同様に、全面塗布後、所定形状にパターニングする方法と、ダイレクトに所定形状でパターニング形成する方法とがある。前者の方法の場合、多孔質状の金属酸化物を塗布した後、フォトリソグラフィ技術にてパターニングすることが望ましく、特に図３で示した表示素子１の作製に有効である。なお、金属酸化物の塗布方法としては、スピンコート、スプレーコート、スリットコート、ディッピングコート等を用いることができる。金属酸化物は、アルコールなどの溶媒に分散している含有物である。
【００４８】
一方、後者の方法としては、インクジェット法、ディスペンサ法など、基板２０に非接触で材料を飛翔させる方式が望ましく、特に、図４および図５で示した表示素子１の作製に有効である。つまり、バンクとなる絶縁膜２６をセパレーターとして利用し、絶縁膜２６に撥液処理を施すことで、多孔質状の金属酸化物を各画素ごとに良好にパターニングすることが可能となる。
【００４９】
いずれの方法においても、塗布後は加熱により乾燥させることで溶媒が蒸発し、多孔質の金属酸化物電極が形成される。多孔質を生成するために必要な加熱温度（１５０〜２００℃）は、ＩＴＯを結晶化させるために必要な加熱温度（３００〜４００℃）よりも低温であるため、非観察側の駆動基板上に形成されるトランジスタやそれを覆う絶縁膜にそれほどダメージを与えることなく、画素電極２５上に多孔質金属酸化物電極２７を形成することができる。
【００５０】
なお、バンクを利用して液を塗布する方法は広く公知であり、特に有機ＥＬディスプレイの発光材料の塗り分けや、液晶カラーフィルターの塗り分け方法によく用いられている。
【００５１】
〔実施例〕
次に、本実施形態の表示素子１の実施例について、実施例１〜３として説明する。また、実施例１〜３との比較のため、比較例１も併せて示す。
【００５２】
（実施例１）
実施例１では、図３の表示素子１を以下の手順で作製した。
【００５３】
＜電解液の作製＞
ジメチルスルホキシド（以下、ＤＭＳＯと言う）２．５ｇ中に、ヨウ化ナトリウム９０ｍｇ、ヨウ化銀７５ｍｇを加えて完全に溶解させた後に、平均分子量約１５０００のポリビニルピロリドン１５０ｍｇを加えて、１２０℃に加熱しながら１時間攪拌し、溶液化した。この溶液に、さらに平均分子量が約１０万のポリエチレングリコール（以下、ＰＥＧと言う）と、酸化チタンの粉末とを加えて混合し、ゲル状の白色の電解液３０を作製した。このとき、ＰＥＧは電解液３０の５ｗｔ％とし、酸化チタンの粉末は電解液３０の３０ｗｔ％とした。
【００５４】
＜観察側の基板の作製＞
コモン基板１１としてガラス基板を用いた。そして、コモン基板１１上に、透明導電膜である結晶性ＩＴＯをスパッタ法にて１５０ｎｍの膜厚となるように成膜し、全面に（各画素１ａに共通の）コモン電極１２を形成し、観察側の基板１０を作製した。
【００５５】
＜非観察側の基板の作製＞
［工程１：ベースの形成］
駆動基板２１としてガラス基板を用い、この駆動基板２１上に、２次元マトリクス状に、１画素当たり２個のＴＦＴ（薄膜トランジスタＱ１・Ｑ２）を有するＴＦＴアレイを形成し、そのＴＦＴアレイを覆うように層間絶縁層２４を形成し、さらに層間絶縁膜２４上に、アモルファスＩＴＯを用いて薄い画素電極２５を各画素１ａに対応して形成した。このとき、画素電極２５は、層間絶縁膜２４に設けられるコンタクトホール２４ａを介して、金属配線２３および薄膜トランジスタＱ２と接続される。駆動基板２１上に画素電極２５まで形成したものを、ここでは、基板２０のベースと呼ぶことにする。
【００５６】
なお、ベースの作製まで、すなわち画素電極２５の形成までは、周知の技術により行うことができる。例えば、表示素子１と同じ電流駆動型素子であるＥＣＤや、有機ＥＬ表示素子等で広く公知となっている技術により、画素電極２５までの形成が可能である。
【００５７】
［工程２：第２の絶縁膜の形成］
次に、工程１で形成されたベースの画素電極２５上に、コンタクトホール２４ａを覆うように第２の絶縁膜としての絶縁膜２６を形成した。より詳しくは、ベース上に塗布型感光性アクリル樹脂（ＪＳＲ社、型番：ＰＣ４０３）をスピンコート３０００ｒｐｍで成膜した。なお、上記樹脂の厚みは０．５μｍとした。続いて、所定のフォトマスクを用い、照射光量２００ｍＪ/ｃｍ2で露光を行い、その後、現像、焼成を行った。なお、現像は、所定の現像液ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）０．２３８ｗｔ％水溶液で１分間行った。焼成は、２２０℃で１時間行った。
【００５８】
［工程３：多孔質金属酸化物電極材料の塗布］
次に、画素電極２５および画素電極２５上の絶縁膜２６を覆うように、多孔質ＩＴＯを塗布し、平均膜厚０．５μｍの多孔質ＩＴＯ膜を形成した。塗布には、スプレー塗布装置（株式会社ワイディー・メカトロソリューションズ社製のＳＴＳ６００）を用いた。このときの塗布の条件は、以下の通りである。
・スプレーガンのノズル型番：アトマックスノズルＡＭ２５（株式会社アトマックス社製）
・霧化エア：窒素ガス（Ｎ2）
・霧化エアの流量：８Ｌ／ｍｉｎ
・塗布液（ＩＴＯインク）型番：Ｘ８０６ＣＮ２７Ｓ（住友金属鉱山株式会社製）
・塗布液流量：７ｍＬ／ｍｉｎ
・ノズル吐出速度：３００ｍｍ／秒
・ノズル−駆動基板間距離：６０ｍｍ
【００５９】
［工程４：多孔質金属酸化物電極のパターニング形成］
工程３で形成された多孔質ＩＴＯ膜を、既存のフォトリソグラフィ技術によりパターニングし、複数の多孔質金属酸化物電極２７に分割した。このとき、画素ピッチが２００μｍで、１画素あたりのサイズが１５０μｍ×１５０μｍとなるように、複数の多孔質金属酸化物電極２７を形成した。なお、パターニングについての詳細は、以下の通りである。
【００６０】
東京応化工業社製のレジスト材（型番：ＯＦＰＲ８００ＬＢ）を、スピンコート条件１０００ｒｐｍで塗布した後、ホットプレート上で８０℃で５分間乾燥させた。そして、所定サイズのフォトマスクを用い、露光量１２０ｍＪ/ｃｍ2でパターン露光した後、所定の現像液（ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）２．３８ｗｔ％水溶液）で１２０秒現像を行った。その後、林純薬工業社製のエッチング第二塩鉄液を用い、２００秒間エッチングを行った。レジスト材の剥離は、ＮａＯＨ２ｗｔ％水溶液を用い、剥離後、８０℃オーブンで１時間の乾燥を行った。
【００６１】
＜シール剤の塗布＞
次に、多孔質金属酸化物電極２７が形成された基板２０の周縁部に、電解液３０の注入口を除いて、ディスペンサを用いて、熱硬化型のオレフィン系シール剤を塗布した。そして、シール剤中に３０μｍのビーズスペーサを配置することで、基板１０・２０間のギャップが３０μｍとなるように設定した。
【００６２】
＜基板の貼り合わせ＞
基板１０・２０を上記のシール剤を介して貼り合わせた後、加熱押圧してシール剤を硬化させ、内部が空の空セルを作製した。続いて、液晶パネルの製造等で用いられる真空注入法を用いて、空セルの内部に電解液３０を注入し、電解液３０の注入口を、紫外線硬化型接着剤にて封止し、実施例１の表示素子１を得た。
【００６３】
（実施例２）
実施例２では、図４の表示素子１を作製した。なお、実施例２では、実施例１で説明した＜非観察側の基板の作製＞の工程の一部を以下のように変更した以外は、実施例１と同様である。
【００６４】
＜非観察側の基板の作製＞
［工程２：第２の絶縁膜の形成］
工程１で形成されたベースの画素電極２５に対応する画素１ａを囲むように、かつ、コンタクトホール２４ａを覆うように、第２の絶縁膜としての絶縁膜２６を形成した。より詳しくは、ベース上に、塗布型感光性アクリル樹脂（ＪＳＲ社、型番：ＰＣ４０３）をスピンコート７００ｒｐｍで成膜した。なお、上記樹脂の厚みは２．０μｍとした。続いて、所定のフォトマスクを用い、照射光量２００ｍＪ/ｃｍ2で露光を行い、その後、現像、焼成を行った。現像は、所定の現像液ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）０．２３８ｗｔ％水溶液で２分間行った。焼成は、２２０℃で１時間行った。
【００６５】
なお、実施例２および後述する実施例３においては、絶縁膜２６の表面に対する液体材料（次に塗布する多孔質ＩＴＯ）の非親和性の程度（はじきやすさ）が、基板上の絶縁膜２６の非形成領域（画素電極２５上の非形成領域２５ａおよび層間絶縁膜２４の表面を含む）に比べて高くなるように、絶縁膜２６の表面および絶縁膜２６の非形成領域の少なくとも一方に表面処理を施しておくことが好ましい。つまり、基板上の絶縁膜２６の非形成領域よりも絶縁膜２６の表面のほうが、液体材料がはじくように、絶縁膜２６の表面および上記非形成領域の少なくとも一方に表面処理がされていることが望ましい。このような表面処理により、次に多孔質金属酸化物電極２７を形成すべく、薄膜層（多孔質金属酸化物電極２７）の厚みに比べて多量の液体材料を吐出しても、その液体材料が絶縁膜２６を乗り越えて隣りの画素１ａに溢れ出ることがなく、各画素１ａの所定の領域、すなわち、絶縁膜２６の非形成領域にのみ液体材料を充填することができる。つまり、絶縁膜２６をバンクとして機能させることができる。
【００６６】
ここで、上記した表面処理としては、例えば導入ガスにフッ素またはフッ素化合物を含むガスを使用し、フッ素化合物および酸素を含む減圧雰囲気下あるいは大気圧雰囲気下でプラズマ照射をする減圧プラズマ処理や大気圧プラズマ処理が挙げられる。フッ素またはフッ素化合物を含むガスとしては、ＣＦ4、ＳＦ6、ＣＨＦ3等が挙げられる。実施例２では、ＣＦ4プラズマ処理（圧力：５Ｐａ、出力：５Ｗ、ＣＦ4流量：７ｓｃｃｍ、時間：１分間）を行い、絶縁膜２６と液体材料（多孔質ＩＴＯ材料）との接触角を約６０°とした。
【００６７】
なお、上記の接触角とは、図７に示すように、固体の表面Ｓと液体の表面Ｌとの接点における、表面Ｓと表面Ｌとのなす角度α（°）を指す。接触角αが大きいほど、液体は固体に対して非親和性が高くなり、はじくことになる。上述した表面処理による効果を確実に得るためには、液体材料（多孔質ＩＴＯ材料）の絶縁膜２６の表面に対する接触角を５０°以上とし、絶縁膜２６の非形成領域に対する接触角を２０°以下とすることが好ましい。
【００６８】
［工程３：多孔質金属酸化物電極材料の塗布］
工程２で形成した絶縁膜２６で囲まれた領域内に、インクジェット法にて液体材料である多孔質ＩＴＯを滴下する。インクジェット法における吐出量は、多孔質ＩＴＯの塗布後の加熱処理により体積が減少したときに所望の厚みになるような量とする。なお、乾燥後に多孔質ＩＴＯを再度吐出して重ね合わせ処理を行うことにより、所望の厚みになるようにしてもよい。
【００６９】
実施例２においては、吐出される液体材料の液滴の大きさに対して、絶縁膜２６の大きさ（高さ、幅）を規定することにより、薄膜層（多孔質金属酸化物電極２７）の厚さに比べて多量の液体材料を吐出しても、液体材料が絶縁膜２６を乗り越えて溢れ出ることなく、所定の領域に液体材料が充填される。液体材料が溶媒を含む材料の場合は、液体材料を充填した後、加熱処理および／または減圧処理を行い、溶媒成分を除去することにより、液体材料の体積が減少し、絶縁膜２６の非形成領域に薄膜層が形成される。このとき、絶縁膜２６の非形成領域の表面、すなわち基板表面は、前述のように親和性（親液性）を示すように表面処理されているので、薄膜層が好適に密着する。
【００７０】
なお、インクジェット方式としては、ピエゾジェット方式や、熱による気泡発生により吐出する方式のいずれであってもよいが、加熱による流動体の変質がない点で、ピエゾジェット方式が好ましい。実施例２では、コニカミノルタＩＪ株式会社製ピエゾヘッドＫＭ５１２Ｍを有するインクジェット装置を用い、膜厚１．２μｍの多孔質ＩＴＯを形成し、多孔質金属酸化物電極２７とした。
【００７１】
なお、実施例２では、絶縁膜２６がバンクとなり、多孔質金属酸化物電極２７の形成と同時に、多孔質金属酸化物電極２７が絶縁膜２６で区切られるので、実施例１の［工程４：多孔質金属酸化物電極のパターニング形成］は不要となる。
【００７２】
（実施例３）
実施例３では、図５の表示素子１を作製した。なお、実施例３では、実施例２で説明した＜非観察側の基板の作製＞の工程の一部を以下のように変更した以外は、実施例２と同様である。
【００７３】
＜非観察側の基板の作製＞
［工程２：第２の絶縁膜の形成］
工程１で形成されたベースの画素電極２５に対応する画素１ａを囲むように、かつ、コンタクトホール２４ａを覆うように、第２の絶縁膜としての絶縁膜２６を形成した。より詳しくは、ベース上に、ネガ型感光性フォトレジスト材料であるＳＵ−８  ３０５０（化薬マイクロケム社製）を回転数１０００ｒｐｍでスピンコートし、１００℃のホットプレート上にて３０分間プリベーク処理を行った。
【００７４】
プリベーク後、平行光露光機にて、隔壁形状パターンが形成されたフォトマスクを介して、照射光量４００ｍＪ/ｃｍ2で紫外線を照射し、続いて１００℃のホットプレート上で１０分間熱処理を行った。熱処理後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）液を用いて現像処理を行い、紫外線の照射されていないフォトレジスト材料を除去し、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）液にてリンス処理を行った後、液を乾燥させることにより、高さ２５μｍの隔壁構造（絶縁膜２６、隔壁部２６ａ）を得ることができた。隔壁構造の幅は、フォトマスクパターンにより、１５μｍとした。
【００７５】
（比較例１）
比較例１は、実施例１で説明した＜非観察側の基板の作製＞の工程の一部、すなわち、［工程２：第２の絶縁膜の形成］を省略して表示素子を作製した以外は、実施例１と同様である。
【００７６】
〔駆動検査〕
次に、実施例１〜３および比較例１の各表示素子を用いて、駆動検査を実施した。検査の手順は、以下の通りである。
【００７７】
なお、実施例１〜３および比較例１では、各表示素子の画素ピッチを０．２ｍｍとし、図８に示すように、有効画素エリアＲを７０ｍｍ×５０ｍｍとした。したがって、有効画素エリアＲの画素数は、（７０／０．２）×（５０／０．２）＝３５０×２５０＝８７５００個となる。また、ここでは、有効画素エリアＲを８分割して、以下の検査を行った。したがって、１エリアあたりの検査画素数は、８７５００／８≒１００００個である。
【００７８】
まず、各エリアの画素全体に対して、電圧の印加、無印加を繰り返し、白／黒の表示を交互に繰り返し行った。なお、電圧印加による黒表示は、コントラストが１０となるように行った。なお、コントラスト１０とは、白と黒との視感反射率（Ｙ値）比が１０：１であることを示す。
【００７９】
次に、駆動回数（黒の表示回数）が１０００回に達したところで、各エリアごとに表示画像をスキャナで取り込むとともに、取り込み画像をデジタルデータに変換し、コントラストが１０に満たない画素数をカウントした。
【００８０】
例えば、取り込み画像の画像データ（輝度データ）が、８ビットで“０”（黒）〜“２５５”（白）であるとする。そして、電圧無印加時の白表示状態において、白表示の画素の画像データが“２４０”であり、白表示の画素の画像データ“２４０”に対して、黒表示の画素の画像データ“５０”が、コントラスト１０に対応しているものとする。この場合に、画像データ“５１”以上の画素がコントラスト１０に満たない画素（黒が出ていない画素）となるので、このような画素の数をカウントする。
【００８１】
次に、各エリアごとに画素欠陥発生率を計算する。この画素欠陥発生率（％）は、以下の式によって表わされる。
画素欠陥発生率（％）＝｛（１エリアの欠陥画素数）／（１エリアの検査
画素数）｝×１００
【００８２】
そして、最後に、画素欠陥発生率の全エリアの平均値を算出する。このような処理を、駆動回数が１万回、１０万回に達するごとに行った。
【００８３】
図９は、実施例１〜３、比較例１の各表示素子の駆動回数ごとの画素欠陥発生率（平均値）を示している。同図に示すように、実施例１〜３の表示素子では、駆動回数が１０万回に達しても、画素欠陥発生率が１％以下であったが、比較例１の表示素子では、駆動回数が１０００回、１万回、１０万回と増大するにつれて画素欠陥発生率が上昇し、１０万回駆動時には画素欠陥発生率９０％以上を示した。
【００８４】
確認のため、比較例１の表示素子を分解し、コンタクトホール部分を観察したところ、画素電極であるＩＴＯが消失しており、画素電極とコンタクトホールを介して接続されていた金属配線との導通が取れなくなっていることが明らかとなった。したがって、実施例１〜３のように、コンタクトホールを覆うように絶縁膜を形成する構成は、コンタクトホール部分の画素電極の保護を図る上で非常に有効であると言える。
【００８５】
以上の実施形態で説明した電気化学表示素子は、以下のように表現することもでき、これによって以下の作用効果を奏する。
【００８６】
本実施形態の電気化学表示素子は、共通電極を有する観察側の基板と、画素電極を有する非観察側の基板との間に電解液を封入し、前記各電極間の電位に応じて前記電解液中のデポジション材料を酸化還元反応させることにより、表示を行う電気化学表示素子であって、前記非観察側の基板は、電源バスからの電流を駆動トランジスタを介して前記画素電極に供給するための金属配線と、前記駆動トランジスタおよび前記金属配線を覆うように形成される第１の絶縁膜とを有しており、前記画素電極は、前記デポジション材料とイオン化傾向が同等または前記デポジション材料よりもイオン化傾向の大きい材料で構成され、前記第１の絶縁膜上に形成されているとともに、前記第１の絶縁膜に設けられるコンタクトホールを介して前記金属配線と接続されており、前記非観察側の基板は、さらに、前記コンタクトホールを覆うように前記画素電極上に形成される第２の絶縁膜を有している構成である。
【００８７】
上記の構成によれば、非観察側の基板では、電源バスからの電流が駆動トランジスタおよび金属配線を介して画素電極（第１の画素電極）に供給される。したがって、観察側の共通電極と非観察側の画素電極との間の電位に応じた電流が電解液に流れ、負極となる電極側では、還元反応により電解液中のデポジション材料（例えば銀）が析出し、正極となる電極側では、酸化反応により、デポジション材料が溶解する。このようなデポジション材料の析出／溶解により、黒／白の表示およびその切り替えを行うことができる。
【００８８】
上記の駆動トランジスタおよび金属配線は、第１の絶縁膜で覆われており、画素電極は、第１の絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して上記金属配線と接続されている。このように、画素電極と駆動トランジスタおよび金属配線とは、第１の絶縁膜を介して別レイヤーとなっている。
【００８９】
このような構成において、画素電極上には、コンタクトホールを覆うように第２の絶縁膜が形成されているので、電解液中のデポジション材料よりもイオン化傾向が大きいまたは同等の材料で画素電極が構成されている場合でも、コンタクトホール内およびコンタクトホール上に位置する画素電極が電解液によって溶解するのを抑えることができ、画素電極の溶解による表示不良の発生を低減することができる。
【００９０】
本実施形態の電気化学表示素子において、前記画素電極を第１の画素電極とすると、前記第２の絶縁膜の非形成領域で前記第１の画素電極と導通し、かつ前記第２の絶縁膜の少なくとも一部を覆うように形成される第２の画素電極をさらに有していてもよい。
【００９１】
この場合、第１の画素電極上に第２の絶縁膜を設けることによって、第１の画素電極に対応する画素の開口率が低下することを、第２の画素電極を設けることによって少なくとも軽減または防止し、さらには開口率を拡大することができる。
【００９２】
本実施形態の電気化学表示素子において、前記第２の画素電極は、前記第１の画素電極の、前記第２の絶縁膜の非形成領域よりも面積が大きくなるように形成されていてもよいし、前記第１の画素電極の、前記第２の絶縁膜の非形成領域を全て覆うように形成されていてもよい。また、前記第２の画素電極は、前記第１の絶縁膜上の前記第１の画素電極の非形成領域まで延びるように（前記非形成領域の一部を覆うように）形成されていてもよいし、前記第１の絶縁膜上の前記第１の画素電極の非形成領域（の全て）を覆うように形成されていてもよい。さらに、前記第２の画素電極は、前記第１の画素電極よりも面積が大きくなるように形成されていてもよい。
【００９３】
このように第２の画素電極が形成されていることにより、第１の画素電極上に第２の絶縁膜を設けることによって、第１の画素電極に対応する画素の開口率が低下することを、第２の画素電極を設けることによって少なくとも軽減または防止し、さらには開口率を拡大することができる。
【００９４】
本実施形態の電気化学表示素子は、複数の画素を有するとともに、前記複数の画素に対応して前記画素電極を第１の画素電極として複数有しており、前記第２の絶縁膜は、各第１の画素電極に対応する各画素を囲むように設けられていてもよい。そして、該電気化学表示素子は、前記第２の絶縁膜で区切られた領域に、前記第２の絶縁膜の非形成領域で前記第１の画素電極と導通するように形成される第２の画素電極をさらに有していてもよい。
【００９５】
この構成では、第２の画素電極の形成後、第２の画素電極を各画素ごとにパターニングすることが不要となり、製造工程を簡素化できる。また、第２の画素電極の端部は第２の絶縁膜と接触し、第２の画素電極のエッジ（角部）が現れないので、そのエッジが電解液で劣化するのを回避することができ、耐久性を向上させることができる。
【００９６】
本実施形態の電気化学表示素子において、前記第２の絶縁膜は、前記電解液中のイオンの隣接画素への移動を抑制する隔壁部を兼ねていてもよい。
【００９７】
この構成では、電解液中のイオンが隣接画素に移動するのを第２の絶縁膜（隔壁部）で抑えることができ、滲みによる表示品位の低下を回避することができる。また、第２の絶縁膜を形成することで、隔壁部を別途形成しなくても済むので、表示装置の構成を簡素化することもできる。
【００９８】
本実施形態の電気化学表示素子において、前記第２の画素電極は、液体材料を塗布して乾燥させることによって形成されており、前記第２の絶縁膜の表面に対する前記液体材料の非親和性が、前記非観察側の基板上における前記第２の絶縁膜の非形成領域に比べて高くなるように、前記第２の絶縁膜の表面および前記非形成領域の少なくとも一方に表面処理がされていてもよい。
【００９９】
このような表面処理により、第２の画素電極を形成すべく、第２の画素電極の厚みに比べて多量の液体材料を吐出しても、その液体材料が第２の絶縁膜を乗り越えて隣りの画素に溢れ出ることがなく、各画素の所定の領域、すなわち、第２の絶縁膜の非形成領域にのみ液体材料を充填することができる。
【０１００】
特に、前記液体材料の前記第２の絶縁膜の表面に対する接触角が５０°以上であり、前記液体材料の前記非形成領域に対する接触角が２０°以下であれば、上述した表面処理による効果を確実に得ることができる。
【０１０１】
本実施形態の電気化学表示素子の各画素において、前記第２の画素電極は、前記第１の画素電極よりも面積が大きくなるように形成されていてもよい。
【０１０２】
このように第２の画素電極が形成されていることにより、高開口率を確実に実現することができる。
【０１０３】
本実施形態の電気化学表示素子において、前記第２の画素電極は、多孔質金属酸化物で構成されていてもよい。
【０１０４】
多孔質金属酸化物中にデポジション材料が担持され、この部分に電源バスからの電流が第１の画素電極を介して供給されるので、電流供給時の酸化還元反応速度（駆動速度）を速めることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、例えば電子書籍をはじめとする各種の表示装置を構成するＥＤのような電気化学表示素子に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１      表示素子（電気化学表示素子）
１ａ    画素
１０      基板
１２      コモン電極（共通電極）
２０      基板
２３      金属配線
２４      層間絶縁膜（第１の絶縁膜）
２４ａ    コンタクトホール
２５      画素電極（第１の画素電極）
２５ａ    非形成領域
２６      絶縁膜（第２の絶縁膜）
２６ａ    隔壁部
２７      多孔質金属酸化物電極（第２の画素電極）
３０      電解液
Ｑ２      薄膜トランジスタ（駆動トランジスタ）
ＶＤＤ      電源バス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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